ANALISIS KARAKTERISTIK ARUS LAUT UNTUK PEMANFAATAN POTENSI ENERGI ALTERNATIF DI PERAIRAN SELAT GASPAR Erinne Natalie, Purwanto, Aris Ismanto
JURNAL OSEANOGRAFI. Volume 5, Nomor 3, Tahun 2016, Halaman 317 - 324
Online di : http://ejournal-s1.undip.ac.id/index.php/jose
ANALISIS KARAKTERISTIK ARUS LAUT UNTUK PEMANFAATAN
POTENSI ENERGI ALTERNATIF DI PERAIRAN SELAT GASPAR
Erinne Natalie, Purwanto, Aris Ismanto*), Bayu Priyono**)
*)
Program Studi Oseanografi, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Diponegoro
Jl. Prof. Sudarto, SH Tembalang Tlp. / Fax. (024)7474698 Semarang 50275
Email: [email protected], [email protected]
**)
Balai Penelitian dan Observasi Laut Jl. Baru Perancak, Negara ̶ Jembrana
Tlp. (03665) 44266 / Fax. (0365) 44278 Bali 82251
Email: [email protected]
Abstrak
Kebutuhan energi di Indonesia berkembang pesat khususnya energi listrik, ketergantungan terhadap
energi fosil untuk menghasilkan listrik menyebabkan kelemahan dalam menerapkan pemerataan
kebijakan energi. Pengoptimalan sumber energi terus diupayakan karena Indonesia memiliki beragam
sumber energi, seperti sumber energi alternatif terbarukan yang berasal dari laut. Tujuan penelitian ini
adalah untuk mengetahui karakteristik arus laut di setiap lapisan kedalaman dan seberapa besar potensi
energi yang dapat dihasilkan dari pergerakan arus di perairan Selat Gaspar. Penelitian ini menggunakan
metode kuantitatif dan penentuan lokasi dengan metode purposive sampling. Data yang digunakan
meliputi data arus laut bulan Juli 2012, September 2012, Desember 2012 dan Peta Bathimetri. Pengolahan
data pemodelan numerik menggunakan modul flow model pada grid flexible mesh serta dilanjutkan
dengan perhitungan potensi energi arus laut. Hasil penelitian menunjukan bahwa karakteristik arus laut di
setiap lapisan kedalaman memiliki pola arus dengan kecepatan yang berkurang seiring dengan
bertambahnya kedalaman sampai mendekati dasar yang disebabkan oleh gaya gesekan dengan arah arus
rotasi yang menyababkan terjadinya pembelokan. Kecepatan arus maksimum terjadi pada bulan
Desember saat kondisi surut menuju pasang dengan nilai kecepatan 2,120 m/det dimana potensi rapat
daya yang dihasilkan sebesar 4883,165 W/m2. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa
karakteristik arus laut perairan Selat Gaspar dipengaruhi oleh kondisi pasang surut, namun lebih
didominasi angin.
Kata Kunci: Arus Laut, Potensi Energi, Selat Gaspar
Abstrack
Energy needs in Indonesia is growing rapidly, particularly electrical energy, the dependence on fossil
energy sources in the fulfillment of consumption to generate electricity is still high, causing weakness in
applying the equitable distibution of energy policy. Optimization of energy sources should be persued
because Indonesia has a diverse energy sources one of which is a renewable alternative energy sources
derived from ocean currents. The purpose of this analysis are to determine the characteristics of ocean
currents in each layer of depth and how much the potential energy can be generated from the movement
of currents in the Gaspar Strait. This analysis uses a quantitative method by determining the location
using purposive sampling method. The analysis data used is the ocean currents data in July 2012,
September 2012, Desember 2012 and Bathymetry map, after that conducted a numerical modeling by
using flow model module on grid flexible mesh and followed by a calculation of the potential energy.
Result from this analysis showed that the characteristic of ocean currents in each layer of depth has the
same patterns, the velocity reduced as the depth layer goes deeper close to the bottom which caused by
friction with the rotation of currents direction that creates a great deflection at the bottom depth layer.
The velocity maximum flow currents occured in December, when in ebb toward condition is 2,120 m/s
and the potential of the power density is 4883,165 W/m2. Based from the results, it can be concluded that
the characteristics of the ocean currents in the Gaspar Strait is controled by the tidal conditions which is
not independent because it is also influenced by the wind.
Keywords: Ocean Currents, Potential Energy, Gaspar Strait
JURNAL OSEANOGRAFI. Volume 5, Nomor 3, Tahun 2016, Halaman 318
1. Pendahuluan
Energi merupakan salah satu kekayaan alam yang mempunyai nilai strategis bagi pembangunan
nasional secara berkelanjutan, namun sampai saat ini ketergantungan terhadap energi fosil khususnya
minyak bumi dalam pemenuhan konsumsi untuk menghasilkan listrik di dalam negeri masih tinggi, yaitu
sebesar 78% (minyak bumi 39%, gas 17%, batubara 22%) dari total konsumsi pada tahun 2012 (Sugiono,
2015). Hal tersebut dapat menyebabkan cadangan energi fosil habis dan kelemahan dalam menerapkan
pemerataan kebijakan energi (Yuningsih et al., 2012).
Sumber energi beragam, salah satunya adalah sumber energi alternatif terbarukan yang berasal
dari laut. Erwandi (2005) menyatakan, keunggulan penggunaan energi terbarukan adalah tingkat polusi
yang rendah sehingga tidak menimbulkan dampak eksternal yang akan mempercepat global warming.
Eksploitasi energi terbarukan merupakan suatu sistem produksi yang suistainable sehingga tidak perlu
dikhawatirkan akan kehabisan sumbernya.
Sumber energi kelautan menyimpan energi yang dapat digunakan, seperti arus laut yang memiliki
potensi besar. Arus yang mempunyai potensi energi besar umumnya terdapat pada selat, teluk atau
tempat ̶ tempat dimana arus mengalami penyempitan karena didukung oleh ketersediaan sumber
pembangkit, yaitu kecepatan arus yang optimal. Hal tersebut akan menjadi kunci kebutuhan teknologi
energi alternatif terbarukan lepas pantai yang sukses.
Selat Gaspar merupakan perairan yang berada di antara Pulau Liat dan Pulau Mendanau yang
termasuk ke dalam pulau ̶ pulau kecil di Kepulauan Bangka ̶ Belitung. Permasalahan mendesak di
pulau tersebut adalah terbatasnya pasokan listrik karena pembangkit listrik yang tidak efisien diakibatkan
oleh kualitas pelayanan yang tidak seimbang dengan peningkatan kebutuhan listrik (Meirobie, 2008).
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik arus laut di setiap lapisan kedalaman
perairan dan seberapa besar nilai potensi energi yang dapat dihasilkan dari pergerakan arus di perairan
Selat Gaspar.
2. Materi dan Metode
A. Materi Penelitian
Materi penelitian yang digunakan berupa data sekunder. Data sekunder meliputi data arus laut
bulan Juli 2012, September 2012, Desember 2012, dan peta Bathimetri. Data arus laut dengan
pengukuran 7 x 24 jam selama 1 bulan, interval 1 jam dan 30 lapisan kedalaman, sedangkan peta
Bathimetri yang digunakan adalah peta Bathimetri Selat Gaspar yang diperbaharui oleh Dinas Hidro ̶
Oseanografi tahun 2002 dengan skala 1 : 200.000.
B. Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan adalah metode kuantitatif. Menurut Kasiram (2008) metode
kuantitatif adalah suatu proses menemukan pengetahuan yang menggunakan data berupa angka sebagai
alat menganalisa keterangan mengenai apa yang diketahui. Asumsi penelitian kuantitatif (Kasiram, 2008)
didasarkan pada realitas yang menjadi sasaran penelitian cenderung bersifat tetap dan hasil penelitian
berupa generalisasi sehingga dengan metode ini dapat mendeskripsikan gambaran mengenai pola arus
laut perairan Selat Gaspar.
Penentuan lokasi pengukuran arus menggunakan metode purposive sampling, yaitu metode
menentukan lokasi pengambilan sampel berdasarkan pertimbangan tertentu dari peneliti untuk
memperlihatkan kemudahan dalam pencapaian (Sudjana, 1992 dalam Hendry et al., 2005). Penentuan
titik lokasi arus (penambatan ADCP) terletak pada koordinat 2°34'48"LS 107°15'0"BT.
Data Arus
Pengukuran data arus menggunakan peralatan statis, yaitu peralatan yang dibenamkan di laut pada
jangka waktu dan posisi pada kedalaman tertentu. Pengukuran arus menggunakan metode euler dengan
teknik penambatan ADCP di dasar perairan menggunakan Trawl Resistant Bottom Mount (TRBM).
Gambar 1 menjelaskan bahwa modem dasar pada TRBM yang telah terhubung ke ADCP digunakan
sebagai alat komunikasi dengan mengirimkan sinyal ke modem permukaan kapal, kemudian terhubung ke
layar monitor untuk mengatur parameter pengukuran atau pengambilan data (Susanto et al., 2013).
Penambatan ADCP diletakkan pada satu lokasi dengan 30 lapisan kedalaman.
ADCP yang digunakan adalah jenis FlowQuest dengan frekuensi 300 kHz maka interval minimal
per lapisan kedalaman adalah 1 m dari dasar perairan dengan interval perekaman 1 jam, total lama
perekaman bulan Juli 2012 (31 hari x 24 jam), September 2012 (30 hari x 24 jam) dan Desember (31 hari
x 24 jam).
JURNAL OSEANOGRAFI. Volume 5, Nomor 3, Tahun 2016, Halaman 319
Gambar 1. Skema Konfigurasi Pengambilan Data
Gambar 2. Skema Lapisan Kedalaman ADCP
Analisis rapat daya yang dihasilkan dari aliran arus laut yang dialiri kecepatan rata ̶ rata dapat dihitung
menggunakan pendekatan persamaan Fraenkel (Moreno, 2008) sebagai berikut:
P = ½ρAV³....................................................................... (1)
dimana P adalah daya (W/m2), ρ adalah densitas air laut (Kg/m3), A adalah luas bidang dalam pendekatan
potensi dapat diberi nilai 1 (m2), dan V adalah kecepatan aliran arus (m/det).
Bathimetri
Peta Bathimetri Selat Gaspar yang digunakan dikeluarkan oleh Dinas Hidro ̶ Oseanografi telah
diperbarui pada tahun 2002 dengan skala 1 : 200.000. Peta tersebut merupakan peta dasar pembangun
model dan sebagai masukan garis pantai dalam membangun daerah domain model.
3. Hasil dan Pembahasan
Karakteristik Arus Laut
Hasil pengukuran bulan Juli untuk mewakili musim timur, bulan September mewakili musim
peralihan II, dan bulan Desember mewakili musim barat diperoleh kecepatan dan arah arus setiap lapisan
kedalaman yang dapat dilihat pada Tabel 1.
JURNAL OSEANOGRAFI. Volume 5, Nomor 3, Tahun 2016, Halaman 320
Tabel 1. Kecepatan dan Arah Arus Bulan Juli, September dan Desember
Layer
Juli
September
Kecepatan
Arah (°)
Kecepatan
Arah (°)
(m/det)
(m/det)
1
0,101
18,8
0,089
186,8
2
0,199
18,8
0,175
186,8
3
0,294
18,8
0,259
186,8
4
0,387
18,8
0,340
186,8
5
0,394
16,4
0,345
183
6
0,392
15,2
0,350
181,2
7
0,386
12,4
0,352
180,5
8
0,392
10,2
0,392
182,3
9
0,401
11,7
0,364
177,8
10
0,417
14,3
0,382
176,3
11
0,412
15
0,382
176
12
0,396
14,2
0,390
180,7
13
0,394
14,7
0,392
178,1
14
0,401
14,1
0,411
177,7
15
0,401
15,3
0,414
178,5
16
0,399
17
0,409
180,5
17
0,406
16,4
0,416
183,5
18
0,415
14,6
0,423
183,4
19
0,414
13,8
0,427
176,3
20
0,403
13,7
0,442
177,1
21
0,418
15,4
0,439
182,6
22
0,429
15,1
0,447
184,6
23
0,418
14,4
0,455
181,3
24
0,758
1,8
0,467
181,7
25
0,914
1
0,470
181,7
26
0,887
0,9
0,515
352,3
27
1,080
2,1
0,692
356,5
28
1,092
359,7
0,783
351
29
1,348
351,2
1,099
353,2
30
1,381
351,2
1,099
353,2
Desember
Kecepatan
Arah (°)
(m/det)
0,194
177,6
0,383
177,6
0,565
177,6
0,573
176,3
0,579
176
0,581
175,7
0,590
175,6
0,608
176
0,622
176,2
0,618
175,4
0,612
174,3
0,633
182,8
0,639
174,5
0,642
173,5
0,947
182,2
0,958
181,6
1,186
181,2
1,082
181,2
1,596
177,1
1,493
176,8
1,643
181,5
1,576
179,2
1,821
179,1
1,480
171,4
1,927
172
1,918
170,8
1,890
178,1
1,941
178,1
1,992
178,1
2,041
178,1
Tabel 1 memperlihatkan kecepatan dan arah arus setiap lapisan kedalaman berdasarkan
pengukuran ADCP. Kecepatan arus mengalami pengurangan seiring dengan bertambahnya kedalaman
sampai mendekati dasar. Hal tersebut terjadi akibat adanya gaya gesekan antara lapisan kedalaman sesuai
dengan pernyataan Hadi dan Radjawane (2009), selain itu arus yang disebabkan oleh pasang surut
dipengaruhi gesekan dasar (bottom friction).
Kecepatan arus pada bulan Juli sebesar 1,381 m/det pada lapisan 30 dengan kedalaman ± 1 m dari
permukaan. Kecepatan arus bulan September sebesar 1,099 m/det pada lapisan 30 dengan kedalaman ± 1
m dari permukaan, sedangkan kecepatan arus bulan Desember sebesar 2,041 m/det pada lapisan 30
dengan kedalaman ± 1 m dari permukaan.
Kecepatan arus pada lapisan 30 dengan kedalaman ± 1 m dari permukaan merupakan kecepatan
maksimum yang dimiliki bulan Juli, September, dan Desember. Kecepatan arus berdasarkan pengukuran
yang memiliki nilai diatas batas syarat turbin (cut in speed) sebesar 0,3 m/det hanya terjadi pada bulan
Desember yang mewakili musim barat.
Kecepatan arus yang dimiliki daerah Selat Gaspar kurang berpotensi karena kecepatan maksimum
diatas batas syarat turbin hanya terjadi saat musim barat dan tidak berkelanjutan.
JURNAL OSEANOGRAFI. Volume 5, Nomor 3, Tahun 2016, Halaman 321
1 m dari dasar perairan
15 m dari dasar perairan
30 m dari dasar perairan
Gambar 3. Scatter Plot Kecepatan dan Arah Arus Bulan Juli
1 m dari dasar perairan
15 m dari dasar perairan
30 m dari dasar perairan
Gambar 4. Scatter Plot Kecepatan dan Arah Arus Bulan September
1 m dari dasar perairan
15 m dari dasar perairan
30 m dari dasar perairan
Gambar 5. Scatter Plot dan Arah Arus Bulan Desember
Gambar 3 ̶ Gambar 5 menggambarkan arus rotasi berbentuk elips. Arus rotasi disebabkan oleh
hembusan angin yang menciptakan gesekan di setiap lapisan. Pembelokan pada dasar perairan terlihat
lebih besar daripada pembelokan yang terjadi di lapisan kedalaman menuju ke permukaan. Hal tersebut
diakibatkan oleh kecepatan arus yang berkurang pada lapisan kedalaman mendekati dasar (Hadi dan
Radjawane, 2009).
1 m dari dasar perairan
15 m dari dasar perairan
Gambar 6. Grafik Pemisah Arus
30 m dari dasar perairan
JURNAL OSEANOGRAFI. Volume 5, Nomor 3, Tahun 2016, Halaman 322
Gambar 6 menunjukkan grafik hubungan antara arus pasang surut, arus pada pengukuran
lapangan dan arus residu (non ̶ pasang surut).
Nilai persentase berdasarkan grafik tersebut untuk dasar perairan sebesar 3,38%; tengah perairan
sebesar 9,70%; permukaan sebesar 10,38%. Nilai tersebut memperlihatkan faktor penggerak arus di
perairan Selat Gaspar tidak hanya dipengaruhi oleh pasang surut, memungkinkan aktifitas arus masih
dipengaruhi oleh angin.
Angin yang mempengaruhi secara khusus adalah angin musiman karena Dale (1956) dan Wyrtki
(1961) dalam Fang et al. (2005) meyakini bahwa arus pada selat di Indonesia yang berhubungan dengan
Laur China Selatan terpengaruh oleh angin musiman yang mengikuti kondisi alam.
Potensi Energi Arus Laut
Hasil pendekatan simulasi pemodelan numerik memperlihatkan nilai kecepatan arus minimum
terjadi saat kondisi pasang dan surut. Kecepatan arus maksimum terjadi saat kondisi pasang menuju surut
dan surut menuju pasang.
Perhitungan potensi rapat daya dilakukan dengan mengkonversi nilai kecepatan arus minimum
dan maksimum total sehingga didapat nilai rapat daya setiap kondisi.
Tabel 2. Perhitungan Rapat Daya
Kecepatan Arus (m/det)
Kondisi
Jul
Sept
Des
Pasang
0,081
0,087
0,524
Pasang menuju surut
0,903
0,736
1,821
Surut
0,075
0,069
0,385
Surut menuju pasang
1,380
1,199
2,120
Rapat Daya (W/m2)
Jul
Sept
Des
0,272
0,337
73,737
377,361
204,327
3094,736
0,261
0,168
29,246
1346,886
883,387
4883,165
(a)
(b)
Gambar 7. (a) Rapat Daya Kondisi Pasang menuju Surut Bulan Juli
(b) Rapat Daya Kondisi Surut menuju Pasang Bulan Juli
(a)
(b)
JURNAL OSEANOGRAFI. Volume 5, Nomor 3, Tahun 2016, Halaman 323
Gambar 8. (a) Rapat Daya Kondisi Pasang menuju Surut Bulan September
(b) Rapat Daya Kondisi Surut menuju Pasang Bulan September
Gambar 9. Rapat Daya Kondisi Pasang menuju Surut Bulan Desember
Gambar 10. Rapat Daya Kondisi Surut menuju Pasang Bulan Desember
Gambar 7 ̶ Gambar 10 menunjukkan potensi energi dengan warna merah dan konversi daya dari
nilai kecepatan arus dapat dilihat pada Tabel 6.
Warna merah yang muncul saat kondisi pasang menuju surut dan surut menuju pasang memiliki
potensi mencapai 4883,165 W/m2 pada bulan Desember. Hal tersebut sesuai dengan pernyataan Moreno
(2008) bahwa kecepatan arus berbanding lurus dengan daya yang dihasilkan, sedangkan saat kondisi
pasang dan surut potensi yang dihasilkan kecil, hanya mencapai 73,737 W/m2.
Potensi energi dapat dilihat berdasarkan probabilitas setiap musim. Musim barat memiliki potensi
yang lebih besar dibandingkan dengan musim timur dan musim peralihan II.
Musim barat memiliki potensi yang besar karena dipengaruhi oleh beberapa faktor pembatas yang
diberikan, yaitu kecepatan arus memiliki nilai rata ̶ rata 0,591 m/det dengan konversi daya sebesar
JURNAL OSEANOGRAFI. Volume 5, Nomor 3, Tahun 2016, Halaman 324
302,887 W/m2. Hal tersebut sesuai dengan pernyataan Hagerman (2006) bahwa dalam memperkirakan
efisiensi dan performa turbin dibagi menjadi beberapa bagian keluaran (cut in speed) yang didasarkan
oleh fungsi kecepatan aliran arus.
Interval kecepatan arus perairan Selat Gaspar berada diatas cut in speed, yaitu 0,3 m/det. Kondisi
cut in speed tersebut sudah memulai pergerakan dan menghasilkan daya yang semakin meningkat
menuju titik keseimbangan dari arus laut, namun perairan Selat Gaspar kurang berpotensi dalam
pemanfaatan energi arus laut karena kecepatan maksimum hanya terjadi pada bulan Desember.
4. Kesimpulan
Berdasarkan kondisi perairan Selat Gaspar untuk pemanfaatan potensi energi alternatif dapat
disimpulkan bahwa karakteristik arus laut bulan Juli, September, dan Desember dipengaruhi oleh pasang
surut, namun lebih didominasi angin. Kecepatan arus mengalami pengurangan seiring dengan
bertambahnya kedalaman sampai mendekati dasar.
Kecepatan arus maksimum terjadi saat kondisi surut menuju pasang bulan Desember di
kedalaman 1 m dari permukaan laut, yaitu sebesar 2,120 m/det dengan daya yang dihasilkan mencapai
4883,165 W/m2 dan terletak pada koordinat 2°46'22"LS 107°23'49"BT. Kecepatan tersebut tidak terus
menerus karena hanya terjadi pada bulan Desember (musim barat), oleh ksrena itu perairan Selat Gaspar
kurang berpotensi dalam pemanfaaran energi arus laut.
Daftar Pustaka
Erwandi. 2005. Sumber Energi Arus: Alternatif Pengganti BBM, Ramah Lingkungan, dan Terbarukan.
Laboratorium Hidrodinamika Indonesia BPP Teknologi, Jakarta, 5 hlm.
Fang, G., Susanto, D., Soesilo, I., Zheng, Q., Qiao, F. and Wei, Z. 2005. A Note on the South China Sea
Shallow Interocean Circulation. Advances in Atmospheric Sciences, 22(6): 946 ̶ 954.
Hadi, S. dan Radjawane, I. 2009. Arus Laut. ITB Press, Bandung, 155 hlm.
Hagerman, G. 2006. EPRI North American Tidal in Stream Power Feasibility Demonstration Project:
Methodology for Estimating Tidal Current Energy Resources and Power Production by Tidal in
Stream Energy Conversion (TISEC) Devices. EPRI, America.
Kasiram, M. 2008. Metode Penelitian Kuantitatif Kualitatif. UIN Malang Press, Malang, 149 hlm.
Meirobi, I. 2008. Setitik Cahaya di Lorong yang Gelap. Belitung Press, Bangka Belitung, 54 hlm.
Moreno, N. 2008. Ocean Current’s Energy: How to Produce Electrical Energy Thanks to Marine Current.
Hogskolan I Gavle, 23p.
Sugiono, A. 2015. Permasalahan dan Kebijakan Energi Saat Ini. Dalam: Prosiding Peluncuran Buku
Outlook Energi Indonesia 2014 dan Seminar bersama BPPT dan BKK ̶ PII, Tangerang Selatan,
pp. 9 ̶ 16.
Susanto, D., Wei, Z., Adi, R.T., Fan, B., Li, S. dan Fang, G. 2013. Observations of the Karimata Strait
throughflow from December 2007 to November 2008. Acta Oceanol. Sin., 32(5): 1 ̶ 6.
Yuningsih, A. dan Masduki, A. 2011. Potensi Energi Arus Laut untuk Pembangkit Tenaga Listrik di
Kawasan Flores Timur, NTT. Jurnal Ilmu dan Teknologi Kelautan Tropis, 3(1): 13 ̶ 15.
Online di : http://ejournal-s1.undip.ac.id/index.php/jose
ANALISIS KARAKTERISTIK ARUS LAUT UNTUK PEMANFAATAN
POTENSI ENERGI ALTERNATIF DI PERAIRAN SELAT GASPAR
Erinne Natalie, Purwanto, Aris Ismanto*), Bayu Priyono**)
*)
Program Studi Oseanografi, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Diponegoro
Jl. Prof. Sudarto, SH Tembalang Tlp. / Fax. (024)7474698 Semarang 50275
Email: [email protected], [email protected]
**)
Balai Penelitian dan Observasi Laut Jl. Baru Perancak, Negara ̶ Jembrana
Tlp. (03665) 44266 / Fax. (0365) 44278 Bali 82251
Email: [email protected]
Abstrak
Kebutuhan energi di Indonesia berkembang pesat khususnya energi listrik, ketergantungan terhadap
energi fosil untuk menghasilkan listrik menyebabkan kelemahan dalam menerapkan pemerataan
kebijakan energi. Pengoptimalan sumber energi terus diupayakan karena Indonesia memiliki beragam
sumber energi, seperti sumber energi alternatif terbarukan yang berasal dari laut. Tujuan penelitian ini
adalah untuk mengetahui karakteristik arus laut di setiap lapisan kedalaman dan seberapa besar potensi
energi yang dapat dihasilkan dari pergerakan arus di perairan Selat Gaspar. Penelitian ini menggunakan
metode kuantitatif dan penentuan lokasi dengan metode purposive sampling. Data yang digunakan
meliputi data arus laut bulan Juli 2012, September 2012, Desember 2012 dan Peta Bathimetri. Pengolahan
data pemodelan numerik menggunakan modul flow model pada grid flexible mesh serta dilanjutkan
dengan perhitungan potensi energi arus laut. Hasil penelitian menunjukan bahwa karakteristik arus laut di
setiap lapisan kedalaman memiliki pola arus dengan kecepatan yang berkurang seiring dengan
bertambahnya kedalaman sampai mendekati dasar yang disebabkan oleh gaya gesekan dengan arah arus
rotasi yang menyababkan terjadinya pembelokan. Kecepatan arus maksimum terjadi pada bulan
Desember saat kondisi surut menuju pasang dengan nilai kecepatan 2,120 m/det dimana potensi rapat
daya yang dihasilkan sebesar 4883,165 W/m2. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa
karakteristik arus laut perairan Selat Gaspar dipengaruhi oleh kondisi pasang surut, namun lebih
didominasi angin.
Kata Kunci: Arus Laut, Potensi Energi, Selat Gaspar
Abstrack
Energy needs in Indonesia is growing rapidly, particularly electrical energy, the dependence on fossil
energy sources in the fulfillment of consumption to generate electricity is still high, causing weakness in
applying the equitable distibution of energy policy. Optimization of energy sources should be persued
because Indonesia has a diverse energy sources one of which is a renewable alternative energy sources
derived from ocean currents. The purpose of this analysis are to determine the characteristics of ocean
currents in each layer of depth and how much the potential energy can be generated from the movement
of currents in the Gaspar Strait. This analysis uses a quantitative method by determining the location
using purposive sampling method. The analysis data used is the ocean currents data in July 2012,
September 2012, Desember 2012 and Bathymetry map, after that conducted a numerical modeling by
using flow model module on grid flexible mesh and followed by a calculation of the potential energy.
Result from this analysis showed that the characteristic of ocean currents in each layer of depth has the
same patterns, the velocity reduced as the depth layer goes deeper close to the bottom which caused by
friction with the rotation of currents direction that creates a great deflection at the bottom depth layer.
The velocity maximum flow currents occured in December, when in ebb toward condition is 2,120 m/s
and the potential of the power density is 4883,165 W/m2. Based from the results, it can be concluded that
the characteristics of the ocean currents in the Gaspar Strait is controled by the tidal conditions which is
not independent because it is also influenced by the wind.
Keywords: Ocean Currents, Potential Energy, Gaspar Strait
JURNAL OSEANOGRAFI. Volume 5, Nomor 3, Tahun 2016, Halaman 318
1. Pendahuluan
Energi merupakan salah satu kekayaan alam yang mempunyai nilai strategis bagi pembangunan
nasional secara berkelanjutan, namun sampai saat ini ketergantungan terhadap energi fosil khususnya
minyak bumi dalam pemenuhan konsumsi untuk menghasilkan listrik di dalam negeri masih tinggi, yaitu
sebesar 78% (minyak bumi 39%, gas 17%, batubara 22%) dari total konsumsi pada tahun 2012 (Sugiono,
2015). Hal tersebut dapat menyebabkan cadangan energi fosil habis dan kelemahan dalam menerapkan
pemerataan kebijakan energi (Yuningsih et al., 2012).
Sumber energi beragam, salah satunya adalah sumber energi alternatif terbarukan yang berasal
dari laut. Erwandi (2005) menyatakan, keunggulan penggunaan energi terbarukan adalah tingkat polusi
yang rendah sehingga tidak menimbulkan dampak eksternal yang akan mempercepat global warming.
Eksploitasi energi terbarukan merupakan suatu sistem produksi yang suistainable sehingga tidak perlu
dikhawatirkan akan kehabisan sumbernya.
Sumber energi kelautan menyimpan energi yang dapat digunakan, seperti arus laut yang memiliki
potensi besar. Arus yang mempunyai potensi energi besar umumnya terdapat pada selat, teluk atau
tempat ̶ tempat dimana arus mengalami penyempitan karena didukung oleh ketersediaan sumber
pembangkit, yaitu kecepatan arus yang optimal. Hal tersebut akan menjadi kunci kebutuhan teknologi
energi alternatif terbarukan lepas pantai yang sukses.
Selat Gaspar merupakan perairan yang berada di antara Pulau Liat dan Pulau Mendanau yang
termasuk ke dalam pulau ̶ pulau kecil di Kepulauan Bangka ̶ Belitung. Permasalahan mendesak di
pulau tersebut adalah terbatasnya pasokan listrik karena pembangkit listrik yang tidak efisien diakibatkan
oleh kualitas pelayanan yang tidak seimbang dengan peningkatan kebutuhan listrik (Meirobie, 2008).
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik arus laut di setiap lapisan kedalaman
perairan dan seberapa besar nilai potensi energi yang dapat dihasilkan dari pergerakan arus di perairan
Selat Gaspar.
2. Materi dan Metode
A. Materi Penelitian
Materi penelitian yang digunakan berupa data sekunder. Data sekunder meliputi data arus laut
bulan Juli 2012, September 2012, Desember 2012, dan peta Bathimetri. Data arus laut dengan
pengukuran 7 x 24 jam selama 1 bulan, interval 1 jam dan 30 lapisan kedalaman, sedangkan peta
Bathimetri yang digunakan adalah peta Bathimetri Selat Gaspar yang diperbaharui oleh Dinas Hidro ̶
Oseanografi tahun 2002 dengan skala 1 : 200.000.
B. Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan adalah metode kuantitatif. Menurut Kasiram (2008) metode
kuantitatif adalah suatu proses menemukan pengetahuan yang menggunakan data berupa angka sebagai
alat menganalisa keterangan mengenai apa yang diketahui. Asumsi penelitian kuantitatif (Kasiram, 2008)
didasarkan pada realitas yang menjadi sasaran penelitian cenderung bersifat tetap dan hasil penelitian
berupa generalisasi sehingga dengan metode ini dapat mendeskripsikan gambaran mengenai pola arus
laut perairan Selat Gaspar.
Penentuan lokasi pengukuran arus menggunakan metode purposive sampling, yaitu metode
menentukan lokasi pengambilan sampel berdasarkan pertimbangan tertentu dari peneliti untuk
memperlihatkan kemudahan dalam pencapaian (Sudjana, 1992 dalam Hendry et al., 2005). Penentuan
titik lokasi arus (penambatan ADCP) terletak pada koordinat 2°34'48"LS 107°15'0"BT.
Data Arus
Pengukuran data arus menggunakan peralatan statis, yaitu peralatan yang dibenamkan di laut pada
jangka waktu dan posisi pada kedalaman tertentu. Pengukuran arus menggunakan metode euler dengan
teknik penambatan ADCP di dasar perairan menggunakan Trawl Resistant Bottom Mount (TRBM).
Gambar 1 menjelaskan bahwa modem dasar pada TRBM yang telah terhubung ke ADCP digunakan
sebagai alat komunikasi dengan mengirimkan sinyal ke modem permukaan kapal, kemudian terhubung ke
layar monitor untuk mengatur parameter pengukuran atau pengambilan data (Susanto et al., 2013).
Penambatan ADCP diletakkan pada satu lokasi dengan 30 lapisan kedalaman.
ADCP yang digunakan adalah jenis FlowQuest dengan frekuensi 300 kHz maka interval minimal
per lapisan kedalaman adalah 1 m dari dasar perairan dengan interval perekaman 1 jam, total lama
perekaman bulan Juli 2012 (31 hari x 24 jam), September 2012 (30 hari x 24 jam) dan Desember (31 hari
x 24 jam).
JURNAL OSEANOGRAFI. Volume 5, Nomor 3, Tahun 2016, Halaman 319
Gambar 1. Skema Konfigurasi Pengambilan Data
Gambar 2. Skema Lapisan Kedalaman ADCP
Analisis rapat daya yang dihasilkan dari aliran arus laut yang dialiri kecepatan rata ̶ rata dapat dihitung
menggunakan pendekatan persamaan Fraenkel (Moreno, 2008) sebagai berikut:
P = ½ρAV³....................................................................... (1)
dimana P adalah daya (W/m2), ρ adalah densitas air laut (Kg/m3), A adalah luas bidang dalam pendekatan
potensi dapat diberi nilai 1 (m2), dan V adalah kecepatan aliran arus (m/det).
Bathimetri
Peta Bathimetri Selat Gaspar yang digunakan dikeluarkan oleh Dinas Hidro ̶ Oseanografi telah
diperbarui pada tahun 2002 dengan skala 1 : 200.000. Peta tersebut merupakan peta dasar pembangun
model dan sebagai masukan garis pantai dalam membangun daerah domain model.
3. Hasil dan Pembahasan
Karakteristik Arus Laut
Hasil pengukuran bulan Juli untuk mewakili musim timur, bulan September mewakili musim
peralihan II, dan bulan Desember mewakili musim barat diperoleh kecepatan dan arah arus setiap lapisan
kedalaman yang dapat dilihat pada Tabel 1.
JURNAL OSEANOGRAFI. Volume 5, Nomor 3, Tahun 2016, Halaman 320
Tabel 1. Kecepatan dan Arah Arus Bulan Juli, September dan Desember
Layer
Juli
September
Kecepatan
Arah (°)
Kecepatan
Arah (°)
(m/det)
(m/det)
1
0,101
18,8
0,089
186,8
2
0,199
18,8
0,175
186,8
3
0,294
18,8
0,259
186,8
4
0,387
18,8
0,340
186,8
5
0,394
16,4
0,345
183
6
0,392
15,2
0,350
181,2
7
0,386
12,4
0,352
180,5
8
0,392
10,2
0,392
182,3
9
0,401
11,7
0,364
177,8
10
0,417
14,3
0,382
176,3
11
0,412
15
0,382
176
12
0,396
14,2
0,390
180,7
13
0,394
14,7
0,392
178,1
14
0,401
14,1
0,411
177,7
15
0,401
15,3
0,414
178,5
16
0,399
17
0,409
180,5
17
0,406
16,4
0,416
183,5
18
0,415
14,6
0,423
183,4
19
0,414
13,8
0,427
176,3
20
0,403
13,7
0,442
177,1
21
0,418
15,4
0,439
182,6
22
0,429
15,1
0,447
184,6
23
0,418
14,4
0,455
181,3
24
0,758
1,8
0,467
181,7
25
0,914
1
0,470
181,7
26
0,887
0,9
0,515
352,3
27
1,080
2,1
0,692
356,5
28
1,092
359,7
0,783
351
29
1,348
351,2
1,099
353,2
30
1,381
351,2
1,099
353,2
Desember
Kecepatan
Arah (°)
(m/det)
0,194
177,6
0,383
177,6
0,565
177,6
0,573
176,3
0,579
176
0,581
175,7
0,590
175,6
0,608
176
0,622
176,2
0,618
175,4
0,612
174,3
0,633
182,8
0,639
174,5
0,642
173,5
0,947
182,2
0,958
181,6
1,186
181,2
1,082
181,2
1,596
177,1
1,493
176,8
1,643
181,5
1,576
179,2
1,821
179,1
1,480
171,4
1,927
172
1,918
170,8
1,890
178,1
1,941
178,1
1,992
178,1
2,041
178,1
Tabel 1 memperlihatkan kecepatan dan arah arus setiap lapisan kedalaman berdasarkan
pengukuran ADCP. Kecepatan arus mengalami pengurangan seiring dengan bertambahnya kedalaman
sampai mendekati dasar. Hal tersebut terjadi akibat adanya gaya gesekan antara lapisan kedalaman sesuai
dengan pernyataan Hadi dan Radjawane (2009), selain itu arus yang disebabkan oleh pasang surut
dipengaruhi gesekan dasar (bottom friction).
Kecepatan arus pada bulan Juli sebesar 1,381 m/det pada lapisan 30 dengan kedalaman ± 1 m dari
permukaan. Kecepatan arus bulan September sebesar 1,099 m/det pada lapisan 30 dengan kedalaman ± 1
m dari permukaan, sedangkan kecepatan arus bulan Desember sebesar 2,041 m/det pada lapisan 30
dengan kedalaman ± 1 m dari permukaan.
Kecepatan arus pada lapisan 30 dengan kedalaman ± 1 m dari permukaan merupakan kecepatan
maksimum yang dimiliki bulan Juli, September, dan Desember. Kecepatan arus berdasarkan pengukuran
yang memiliki nilai diatas batas syarat turbin (cut in speed) sebesar 0,3 m/det hanya terjadi pada bulan
Desember yang mewakili musim barat.
Kecepatan arus yang dimiliki daerah Selat Gaspar kurang berpotensi karena kecepatan maksimum
diatas batas syarat turbin hanya terjadi saat musim barat dan tidak berkelanjutan.
JURNAL OSEANOGRAFI. Volume 5, Nomor 3, Tahun 2016, Halaman 321
1 m dari dasar perairan
15 m dari dasar perairan
30 m dari dasar perairan
Gambar 3. Scatter Plot Kecepatan dan Arah Arus Bulan Juli
1 m dari dasar perairan
15 m dari dasar perairan
30 m dari dasar perairan
Gambar 4. Scatter Plot Kecepatan dan Arah Arus Bulan September
1 m dari dasar perairan
15 m dari dasar perairan
30 m dari dasar perairan
Gambar 5. Scatter Plot dan Arah Arus Bulan Desember
Gambar 3 ̶ Gambar 5 menggambarkan arus rotasi berbentuk elips. Arus rotasi disebabkan oleh
hembusan angin yang menciptakan gesekan di setiap lapisan. Pembelokan pada dasar perairan terlihat
lebih besar daripada pembelokan yang terjadi di lapisan kedalaman menuju ke permukaan. Hal tersebut
diakibatkan oleh kecepatan arus yang berkurang pada lapisan kedalaman mendekati dasar (Hadi dan
Radjawane, 2009).
1 m dari dasar perairan
15 m dari dasar perairan
Gambar 6. Grafik Pemisah Arus
30 m dari dasar perairan
JURNAL OSEANOGRAFI. Volume 5, Nomor 3, Tahun 2016, Halaman 322
Gambar 6 menunjukkan grafik hubungan antara arus pasang surut, arus pada pengukuran
lapangan dan arus residu (non ̶ pasang surut).
Nilai persentase berdasarkan grafik tersebut untuk dasar perairan sebesar 3,38%; tengah perairan
sebesar 9,70%; permukaan sebesar 10,38%. Nilai tersebut memperlihatkan faktor penggerak arus di
perairan Selat Gaspar tidak hanya dipengaruhi oleh pasang surut, memungkinkan aktifitas arus masih
dipengaruhi oleh angin.
Angin yang mempengaruhi secara khusus adalah angin musiman karena Dale (1956) dan Wyrtki
(1961) dalam Fang et al. (2005) meyakini bahwa arus pada selat di Indonesia yang berhubungan dengan
Laur China Selatan terpengaruh oleh angin musiman yang mengikuti kondisi alam.
Potensi Energi Arus Laut
Hasil pendekatan simulasi pemodelan numerik memperlihatkan nilai kecepatan arus minimum
terjadi saat kondisi pasang dan surut. Kecepatan arus maksimum terjadi saat kondisi pasang menuju surut
dan surut menuju pasang.
Perhitungan potensi rapat daya dilakukan dengan mengkonversi nilai kecepatan arus minimum
dan maksimum total sehingga didapat nilai rapat daya setiap kondisi.
Tabel 2. Perhitungan Rapat Daya
Kecepatan Arus (m/det)
Kondisi
Jul
Sept
Des
Pasang
0,081
0,087
0,524
Pasang menuju surut
0,903
0,736
1,821
Surut
0,075
0,069
0,385
Surut menuju pasang
1,380
1,199
2,120
Rapat Daya (W/m2)
Jul
Sept
Des
0,272
0,337
73,737
377,361
204,327
3094,736
0,261
0,168
29,246
1346,886
883,387
4883,165
(a)
(b)
Gambar 7. (a) Rapat Daya Kondisi Pasang menuju Surut Bulan Juli
(b) Rapat Daya Kondisi Surut menuju Pasang Bulan Juli
(a)
(b)
JURNAL OSEANOGRAFI. Volume 5, Nomor 3, Tahun 2016, Halaman 323
Gambar 8. (a) Rapat Daya Kondisi Pasang menuju Surut Bulan September
(b) Rapat Daya Kondisi Surut menuju Pasang Bulan September
Gambar 9. Rapat Daya Kondisi Pasang menuju Surut Bulan Desember
Gambar 10. Rapat Daya Kondisi Surut menuju Pasang Bulan Desember
Gambar 7 ̶ Gambar 10 menunjukkan potensi energi dengan warna merah dan konversi daya dari
nilai kecepatan arus dapat dilihat pada Tabel 6.
Warna merah yang muncul saat kondisi pasang menuju surut dan surut menuju pasang memiliki
potensi mencapai 4883,165 W/m2 pada bulan Desember. Hal tersebut sesuai dengan pernyataan Moreno
(2008) bahwa kecepatan arus berbanding lurus dengan daya yang dihasilkan, sedangkan saat kondisi
pasang dan surut potensi yang dihasilkan kecil, hanya mencapai 73,737 W/m2.
Potensi energi dapat dilihat berdasarkan probabilitas setiap musim. Musim barat memiliki potensi
yang lebih besar dibandingkan dengan musim timur dan musim peralihan II.
Musim barat memiliki potensi yang besar karena dipengaruhi oleh beberapa faktor pembatas yang
diberikan, yaitu kecepatan arus memiliki nilai rata ̶ rata 0,591 m/det dengan konversi daya sebesar
JURNAL OSEANOGRAFI. Volume 5, Nomor 3, Tahun 2016, Halaman 324
302,887 W/m2. Hal tersebut sesuai dengan pernyataan Hagerman (2006) bahwa dalam memperkirakan
efisiensi dan performa turbin dibagi menjadi beberapa bagian keluaran (cut in speed) yang didasarkan
oleh fungsi kecepatan aliran arus.
Interval kecepatan arus perairan Selat Gaspar berada diatas cut in speed, yaitu 0,3 m/det. Kondisi
cut in speed tersebut sudah memulai pergerakan dan menghasilkan daya yang semakin meningkat
menuju titik keseimbangan dari arus laut, namun perairan Selat Gaspar kurang berpotensi dalam
pemanfaatan energi arus laut karena kecepatan maksimum hanya terjadi pada bulan Desember.
4. Kesimpulan
Berdasarkan kondisi perairan Selat Gaspar untuk pemanfaatan potensi energi alternatif dapat
disimpulkan bahwa karakteristik arus laut bulan Juli, September, dan Desember dipengaruhi oleh pasang
surut, namun lebih didominasi angin. Kecepatan arus mengalami pengurangan seiring dengan
bertambahnya kedalaman sampai mendekati dasar.
Kecepatan arus maksimum terjadi saat kondisi surut menuju pasang bulan Desember di
kedalaman 1 m dari permukaan laut, yaitu sebesar 2,120 m/det dengan daya yang dihasilkan mencapai
4883,165 W/m2 dan terletak pada koordinat 2°46'22"LS 107°23'49"BT. Kecepatan tersebut tidak terus
menerus karena hanya terjadi pada bulan Desember (musim barat), oleh ksrena itu perairan Selat Gaspar
kurang berpotensi dalam pemanfaaran energi arus laut.
Daftar Pustaka
Erwandi. 2005. Sumber Energi Arus: Alternatif Pengganti BBM, Ramah Lingkungan, dan Terbarukan.
Laboratorium Hidrodinamika Indonesia BPP Teknologi, Jakarta, 5 hlm.
Fang, G., Susanto, D., Soesilo, I., Zheng, Q., Qiao, F. and Wei, Z. 2005. A Note on the South China Sea
Shallow Interocean Circulation. Advances in Atmospheric Sciences, 22(6): 946 ̶ 954.
Hadi, S. dan Radjawane, I. 2009. Arus Laut. ITB Press, Bandung, 155 hlm.
Hagerman, G. 2006. EPRI North American Tidal in Stream Power Feasibility Demonstration Project:
Methodology for Estimating Tidal Current Energy Resources and Power Production by Tidal in
Stream Energy Conversion (TISEC) Devices. EPRI, America.
Kasiram, M. 2008. Metode Penelitian Kuantitatif Kualitatif. UIN Malang Press, Malang, 149 hlm.
Meirobi, I. 2008. Setitik Cahaya di Lorong yang Gelap. Belitung Press, Bangka Belitung, 54 hlm.
Moreno, N. 2008. Ocean Current’s Energy: How to Produce Electrical Energy Thanks to Marine Current.
Hogskolan I Gavle, 23p.
Sugiono, A. 2015. Permasalahan dan Kebijakan Energi Saat Ini. Dalam: Prosiding Peluncuran Buku
Outlook Energi Indonesia 2014 dan Seminar bersama BPPT dan BKK ̶ PII, Tangerang Selatan,
pp. 9 ̶ 16.
Susanto, D., Wei, Z., Adi, R.T., Fan, B., Li, S. dan Fang, G. 2013. Observations of the Karimata Strait
throughflow from December 2007 to November 2008. Acta Oceanol. Sin., 32(5): 1 ̶ 6.
Yuningsih, A. dan Masduki, A. 2011. Potensi Energi Arus Laut untuk Pembangkit Tenaga Listrik di
Kawasan Flores Timur, NTT. Jurnal Ilmu dan Teknologi Kelautan Tropis, 3(1): 13 ̶ 15.